Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de 13C no estudo de rotas biossintéticas de produtos naturais

Abstract

Recebido em 2/9/05; aceito em 19/1/06; publicado na web em 30/8/06 13 C NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY IN THE STUDIES OF BIOSYTHETIC ROUTES OF NATURAL PRODUCTS. During the last five decades, as a result of an interaction between natural product chemistry, synthetic organic chemistry, molecular biology and spectroscopy, scientists reached an extraordinary level of comprehension about the natural processes by which living organisms build up complex molecules. In this context, 13 C nuclear magnetic resonance spectroscopy, allied with isotopic labeling, played a determinant role. Nowadays, the widespread use of modern NMR techniques allows an even more detailed picture of the biochemical steps by accurate manipulation of the atomic nuclei. This article focuses on the development of such techniques and their impact on biosynthetic studies.Keywords: 13 C NMR; isotopic labeling; biosynthetic routes. INTRODUÇÃOOs organismos vivos produzem miríades de compostos orgâni-cos cuja grande maioria parece não participar diretamente do seu crescimento e desenvolvimento. No entanto, a apreciação crescente dos diversos efeitos biológicos produzidos por estas substânci-as, tradicionalmente denominadas metabólitos secundários, tem incitado uma reavaliação dos seus possíveis papéis, especialmente no contexto de interações ecológicas.Além disso, o reconhecimento das propriedades biológicas de ampla variedade de produtos naturais, termo empregado como sinônimo de metabólitos secundários, tem alimentado uma busca intensa por novos fármacos, antibióticos, inseticidas e herbicidas.Por estes motivos, a química de produtos naturais foi alvo de intensas investigações durante as últimas décadas, resultando no desenvolvimento de teorias biossintéticas e em maior compreensão dos mecanismos de ação das enzimas. Estas descobertas tiveram um grande impacto sobre a imaginação dos químicos orgânicos, e a mimetização de processos bioorgânicos em laboratório levou a importantes avanços nos métodos sintéticos.Muitos destes desenvolvimentos não teriam sido possíveis sem a ação de brilhantes pesquisas sobre as rotas biossintéticas de metabólitos secundários, onde a marcação isotópica tem desempenhado um papel fundamental.As primeiras aplicações destes experimentos consistiam na incorporação de substratos enriquecidos em elementos radioativos, os radioisótopos. O produto natural marcado era destruído através de sequências de degradações complexas e seus fragmentos eram monitorados quanto à emissão de radiação.Neste contexto, o uso de isótopos estáveis, aliado à espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), consistindo em um método rápido e não destrutivo, surgiu como uma ferramenta poderosa para elucidação de mecanismos bioquímicos.Durante as primeiras aplicações da RMN a problemas biossintéticos 1 , no final dos anos 60, o destino de precursores enriquecidos em 13 C era monitorado a partir dos aumentos nas intensidades dos sinais de 13 C-H satélites no espectro de RMN de 1 H. Este método 2 , entretanto, não fornece informações de carbon...

Phytochemical screening and toxicity of Crambe abyssinica Hochst extracts on Solanum lycopersicum L., Euphorbia heterophylla L., Bidens pilosa L. and Glycine max (L.) Merril

“…The recognition of the secondary metabolites biological properties has fuelled the search for new drugs, antibiotics, insecticides and herbicides (MACEDO JUNIOR, 2007). The starting point for obtaining these alternative compounds is the preliminary approach, since besides facilitating the material choice to be studied, it allows the possibility to adapt to the isolation and fractionation technique, and characterization of pure substances, according to the nature of the constituents previously detected, easing the subsequent work of the more interesting constituents (MATOS, 2009).…”